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Cayla, François. Modélisation de l'interaction entre un arc électrique et une cathode

Cayla, François (2008) Modélisation de l'interaction entre un arc électrique et une cathode.

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Résumé en francais

Ce travail est relatif à l'étude et à la mise en place d'un modèle décrivant l'interaction entre un plasma thermique d'argon à la pression atmosphérique et une cathode en tungstène. Après une étude bibliographique sur les différents modèles décrivant la zone d'interaction, la théorie proposée par Benilov a été retenue comme base de nos développements. Dans une seconde partie, le modèle d'interaction arc/cathode est amélioré notamment par la prise en compte de l'émission secondaire. Le modèle est ensuite confronté et validé par des résultats expérimentaux issus de la littérature. Notre objectif était de coupler ce modèle d'interaction à une modélisation plus globale représentant aussi bien le passage du courant dans la cathode, la zone d'interaction (gaine et pré-gaine) que la colonne du plasma. Nous exposons les différents paramètres d'entrée possibles et justifions le choix de la densité de courant. Dans une dernière partie, le modèle d'interaction développé est couplé à un modèle bidimensionnel (2D) de plasma thermique en écoulement. Le passage du courant entre la cathode et le plasma est assuré grâce à une estimation de la conductivité électrique à deux températures dans la pré-gaine. L'influence de paramètres physiques (valeurs du coefficient d'émission secondaire, du travail de sortie,...) et géométriques sur les grandeurs caractéristiques de la décharge (tension cathodique, champ de température dans le plasma,...) dans une configuration d'arc libre avec une cathode cylindrique a pu être étudiée.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Gonzalez, Jean-Jacques
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213
Mots-clés libres :Cathode - modélisation numérique - plasma thermique - 2D - interaction - deux températures - flux d'énergie - chute de tension cathodique - arc électrique - gaine - pré-gaine
Sujets :Physique
Déposé le :04 Jul 2008 11:32